Формирование и оценка потребительских свойств специальных мясных изделий, выработанных с использованием функциональных ингредиентов продовольственного люпина

На правах рукописи

ЛАХМОТКИНА

Галина Николаевна

Формирование и оценка потребительских свойств специальных мясных изделий, выработанных с использованием функциональных ингредиентов продовольственного люпина

Специальность: 05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и

общественного питания

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2013

Работа выполнена на кафедре «Товароведения и общественного питания» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств»

Научный руководитель	доктор технических наук, профессор Криштафович Валентина Ивановна
Официальные оппоненты:	- Кудряшов Леонид Сергеевич доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник ГНУ ВНИИ мясной промышленности им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии
	- Колобов Станислав Викторович к.т.н., доцент АНО ВПО «Московский гуманитарный институт», профессор кафедры статистики маркетинга и бухгалтерского учета
Ведущая организация	ФГБОУ ВПО «Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова»

Защита состоится «13» ноября 2013 года в 1230 часов на заседании диссертационного совета Д 212.089.02 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу, 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе,11, тел./факс +7 (499) 750-01-11 доб. 7050, +7 (499) 750-01-11 доб. 1751

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств».

С авторефератом можно ознакомиться на официальных сайтах ВАК Минобрнауки РФ (http://vak.ed.gov.ru/ru/dissertation) и ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств». (http://www.mgupp.ru).

Автореферат разослан « » ____________ 2013 года.

Учёный секретарь Совета Д 212.148.08 к.х.н., доц. В.С. Штерман

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. В настоящее время ограничен ассортимент мясных рубленых изделий специального назначения, а используемые ингредиенты для их производства, в том числе пищевые волокна, в основном импортного производства.

В связи с появлением на рынке генетически модифицированной сои, ученые и производители проявляют интерес к продовольственному люпину, как к потенциальному источнику функциональных пищевых ингредиентов. Включение в традиционные изделия из мяса продуктов переработки люпина, порошкообразных овощей с целью снижения калорийности за счет увеличения содержания пищевых волокон, микро- и макроэлементов, витаминов, создание качественно новых специальных продуктов питания функциональной направленности является актуальной задачей.

В этом направлении существенный вклад внесли исследования отечественных и зарубежных ученых Антиповой JI.В., Гущина В.В., Гоноцкого В.А., Криштафович В.И., Родионовой Н.С., Устиновой A.B., Стефановой И.Л., Тимошенко Н.В., Lin К.-W., Н.Е. Pedersena, J. Quist и др., по разработке комплексного использования сырья растительного и животного происхождения, которые способствуют улучшению пищеварения, адсорбируют и выводят из организма вредные вещества, снижают усвоение жиров, поддерживают уровень общего холестерина и т.д. Исследования, направленные на создание качественно новых специальных продуктов питания с высокими потребительскими свойствами и пищевой ценностью, ориентированные на потребление различными категориями населения являются актуальными.

Степень разработанности темы исследований. Академиком В.А. Тутельяном, И.А. Роговым, Э.С. Титовым, А..А. Кочетковой, А. П. Нечаевым, Т.Б. Цыгановой, Л.Г. Елисеевой определены приоритетные направления в использовании функциональных ингредиентов в мясопродуктах, в том числе пищевых волокон.

Одним из направлений улучшения функциональных свойств, традиционных мясных изделий является использование функциональных ингредиентов из люпина. Большинство исследований посвящено проблемам применения белковой добавки из люпина, а морфологический состав зерна люпина с целью научного обоснования и использования комплекса, формирующих функциональную направленность пищевых ингредиентов не исследовался. Недостаточно полно изучены вопросы, связанные с использованием оболочки люпина, как источника пищевых волокон (ПВ). Использование ПВ из оболочки люпина и порошкообразных овощей, улучшающие технологические свойства, товароведные качества и функциональную направленность специальных мясных продуктов остаются малоизученными.

Цели и задачи работы. Целью работы является научное обоснование, разработка рецептур, технологий их производства, товароведная оценка специальных мясных продуктов с использованием ингредиентов, полученных при переработке продовольственного люпина (пищевых волокон из оболочки, сывороточной люпиновой пасты) и порошкообразной белокочанной капусты и их промышленное внедрение. В соответствии с поставленной целью и на основании изученных литературных данных экспериментальные исследования были направлены на решение следующих задач:

- изучить пищевую ценность, физико-химические показатели люпина, потребительские характеристики продуктов из люпина, формирующие функциональную направленность специальных продуктов питания для широких масс населения;

- исследовать содержание антиалиментарных веществ (алкалоидов) в люпине, разработать методы и технологии их удаления с целью улучшения потребительских свойств ингредиентов;

- разработать адаптированную методику по определению компонентного состава нерастворимых пищевых волокон оболочек бобовых культур и порошкообразных овощей, технологию производства пищевых волокон из оболочки люпина и порошкообразной белокочанной капусты, исследовать их физико-химические показатели и технологические свойства;

- обосновать методом компьютерного моделирования рецептуры, ингредиентный состав и технологический процесс производства специальных мясных продуктов с использованием люпиновой пасты, пищевых волокон из люпина и порошкообразной капусты;

- исследовать структурно-механические свойства, гистологические показатели фаршевых систем и котлет рубленых из мяса птицы (МПМО) с ПВ из оболочки люпина и порошкообразной белокочанной капусты;

- провести опытно-промышленную апробацию и комплексную оценку потребительских свойств, качества и безопасности специальных мясных продуктов с люпиновой пастой и ПВ из оболочки люпина и порошкообразной капусты;

- разработать техническую документацию на новые виды специальных продуктов, в том числе продукцию общественного питания с указанными ингредиентами, дать товароведную оценку и определить экономическую эффективность новых технологических решений.

Научная новизна работы. Диссертационная работа содержит элементы научной новизны в рамках пунктов 4,5 и 6 паспорта специальности 05.18.15.

Установлены критерии и показатели оценки морфологического состава зерна люпина для его использования в качестве функциональных пищевых ингредиентов.

Разработана адаптированная методика, позволяющая определять состав нерастворимых пищевых волокон оболочек люпина и порошкообразных овощей, проведен их сравнительный анализ, определен вид ПВ, повышающий потребительские свойства мясных изделий.

Впервые предложена гипотеза удаления алкалоидов из целого зерна люпина биотехнологическим методом с использованием молочной сыворотки, поликомпонентных ферментов (целлюлютических, амилолитических и протеазных), ультразвуковых процессов (решение от 11.01.2013г. о выдаче патента по заявке № 2011132716).

Теоретически и экспериментально обоснована эффективность применения и установлены оптимальные соотношения функциональных ингредиентов (обезгорченной сывороточной люпиновой пасты, пищевых волокон из оболочек люпина) при производстве мясных продуктов.

Методами математического моделирования обоснованы рецептурно-компонентные решения, обеспечивающие сбалансированность и высокие потребительские свойства вареной колбасы с обезгорченной сухой люпиновой пастой.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость заключается в разработке гипотезы удаления алкалоидов из целого зерна люпина биотехнологическим методом с использованием молочной сыворотки, поликомпонентных ферментов, ультразвуковых процессов; методики определения составляющих нерастворимых пищевых волокон; компьютерном моделировании рецептур, оценке потребительских свойств специальных мясных изделий, выработанных с использованием функциональных пищевых ингредиентов продовольственного люпина.

Исследования, формирующие функциональную направленность пищевых ингредиентов из люпина с научно обоснованными полезными для здоровья свойствами, подтверждают возможность их использования при разработке специальных продуктов питания. Экономический эффект использования пищевых волокон из оболочки люпина и порошкообразной белокочанной капусты при производстве рубленых полуфабрикатах из мяса птицы составил 1340 рублей на тонну продукции.

Методология и методы исследования. Методологической основой диссертации являются труды отечественных и зарубежных ученых определивших биотехнологические факторы, влияющие на процессы удаления алкалоидов люпина, посвященные вопросам формирования качества специальных продуктов и ликвидации дефицита макро – и микронутриентов в питании. При организации и проведении исследований применялся комплекс общепринятых, стандартных и модифицированных методов исследований, в том числе органолептических, физико-химических, биохимических, реологических, гистологических, а также математические методы при разработке рецептур, статистической обработки результатов исследований. Исследования проводились в 3-5-ти кратной повторности. Уровень доверительной вероятности 0,95.

Положения, выносимые на защиту:

- результаты исследования морфологического состава зерна высокобелковой бобовой культуры – люпина и обоснование способов получения функциональ­ных ингредиентов при его переработке;

- адаптированную методику определения состава нерастворимых пищевых волокон - оболочки люпина, порошкообразных овощей, результаты физико-химических исследований, технологические показатели;

- гипотезу удаления алкалоидов люпина биотехнологическим методом с использованием молочной сыворотки и ультразвукового генератора; способ и технологию удаления алкалоидов, имеющие техническую новизну и защищенные положительным решением на выдачу патента;

- технологию комплексной промышленной переработки люпина, включающей производство пищевых волокон из оболочки люпина, обезгорченной люпиновой пасты из семядолей (или целого зерна) с последующей сушкой или грануляцией;

- рецептуру и технологию производства специальных полуфабрикатов из мяса птицы с ПВ из оболочки люпина, порошкообразной белокочанной капусты, апробированные в реальных условиях производства;

- результаты экспериментального исследования влияния ПВ из оболочки люпина и порошкообразной капусты на органолептические показатели, физико-химические, функционально-технологические, структурно-механические свойства, гистологические характеристики специальных полуфабрикатов из мяса птицы;

- результаты исследования потребительских свойств специальных мясных полуфабрикатов из мяса птицы с пищевыми волокнами и колбасных изделий при замене говядины и свинины обезгорченной люпиновой пастой;

- теоретические аспекты разработки рецептурного состава вареной колбасы с ингредиентом обезгорченной сухой люпиновой пасты и результаты опытно-промышленного производства.

Степень достоверности и апробация результатов работы обеспечивалась использованием современных приборов и оборудованием, заимствованными и разработанными методиками проведения исследований. Теоретические предпосылки полученных результатов исследований основываются на известных достижениях фундаментальных и прикладных научных дисциплин, экономическом, статистическом, иерархическом и сравнительном анализах.

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на Международной научно-практической конференции «Современные достижения биотехнологии» (Ставрополь, 2011); - IX Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты» МГУПП, Москва, 2011;- 4 Международной научно-практической конференции «Молодежь, гражданственность, патриотизм: актуальные аспекты просвещения и воспитания, Брянск. - 2012; - X Юбилейной Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты» МГУПП, Москва, 2012; - 4 Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в общественном питании» МГУПП, Москва, 2012; - Международной (заочной) научно-практической конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности и общественном питании – основа повышения качества, конкурентоспособности и безопасности товаров» АНО ВПО ЦС РФ «Российский университет кооперации, Москва, 2012.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 4 статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ. Получено положительное решение от 11.01.2013 г. на выдачу патента № 2011132716 от 3.08.2011 «Способ получения гранулированных продуктов для пищевых и кормовых целей из зернобобовых и зерновых культур».

Структура и объем работы. Диссертационная работа включает следующие разделы: введение, обзор литературы, объекты и методы исследований, схему постановки эксперимента, три главы экспериментальной части, выводы, список литературы и приложения. Текст диссертации изложен на 171 страницах, содержит 30 рисунка, 62 таблицы и 11 приложений. Библиографический список включает 199 наименований, в том числе 22 зарубежных источника.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационного исследования, определены основные направления работы, сформулирована цель исследований.

В первой главе «Теоретические и практические аспекты создания продуктов функционального назначения проведен анализ научно-технической и патентной литературы, касающийся темы диссертации. Проанализированы актуальные направления развития производства функциональных, специальных продуктов, в частности с функциональными пищевыми ингредиентами. Обобщены современные сведения о производстве и потреблении мясопродуктов, кулинарных изделий из мяса птицы в РФ, их роль в питании.

Изложены требования к мясным продуктам для здорового питания и к физиологически функциональным ингредиентам для их обогащения и производства специальных продуктов питания. На основании полученных данных сформулированы задачи исследований.

Во второй главе «Объекты, методы и организация экспериментальных исследований» дана характеристика объектам и методам исследований, представлена структурная схема основных этапов исследований (рисунок 1).

Схема проведения эксперимента предусматривала изучение комплекса показателей с использованием методов, позволяющих получить полную информацию о составе и свойствах объектов исследований с использованием стандартных и оригинальных методов.

Рисунок 1 -Структурная схема основных этапов исследований

В работе на разных этапах исследования использовали следующие объекты: зерно и оболочку продовольственного люпина, пищевые волокна из оболочки люпина с размерами измельченных фракций 200, 450, 800 мкм, оболочку гречихи – 200 мкм; порошкообразных овощей (свекла, капуста белокочанная, морковь, яблоки) - 100 мкм, пшеничные отруби - 200 мкм, модельные образцы полуфабрикатов из рубленого мяса птицы с пищевыми волокнами из оболочки люпина, порошкообразной капусты, модельные образцы колбасного фарша и вареных колбасных изделий с сухой обезгорченной люпино­вой пастой.

Использованы следующие методы: Органолептическую оценку колбас вареных определяли по 9-балльной шкале по ГОСТ 9959-91; полуфабрикатов из мяса птицы по 5-балльной шкале по ГОСТ Р 53104-2008; массовую долю влаги - по ГОСТ Р 51479-99; массовую долю общего белка определяли методом Кьельдаля по ГОСТ 25011-81; массовую долю жира определяли методом Сокслета; массовую долю золы определяли по ГОСТ 25555.4-91; массовую долю поваренной соли - по ГОСТ 9957-73.

Массовую долю углеводов определяли расчетным путем по фактическому содержанию в образцах влаги, белка, жира и золы; аминокислотный состав – методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на жидкостном хроматографе; массовую долю общего фосфора в продуктах определяли методом минерализации пробы азотной и серной кислотами, осаждением фосфора и последующим определением массы осадка по ГОСТ 9794-91.

Определение содержания хинолизидиновых алкалоидов в люпине проводилось по приоритетной методике, основанной на способности алкалоидов образовывать окрашенный комплекс с пикриновой кислотой (патентная заявка № 2012102430), методом фотоколориметрии с пределами измерения оптической плотности от 0 до 2 при длине волны 423 нм, допустимой абсолютной погрешности при измерении коэффициентом пропускания 1 % и кварцевыми кюветами рабочей длиной 10 мм.

Составляющие пищевых волокон (ПВ) - растворимых и нерастворимых определялось каскадным ферментативным методом (с предварительной гомогенизацией образца), нерастворимые ПВ по разработанной адаптированной методике, основанной на методе Питера Ван Сиеста. Определялась нейтрально - детергентная клетчатка (НДК) в виде суммы структурных углеводов клеточной ткани, состоящей из гемицеллюлозы, целлюлозы и лигнина и кислотно – детергентной клетчатки (КДК) целлюлозы и лигнина и остатка кислотно - детергентного лигнина.

Исследование микроструктуры образцов полуфабрикатов из мяса птицы проводили в соответствии с ГОСТ Р 51604–2000 «Мясо и мясопродукты. Метод гистологической идентификации состава». Величину предельного напряжения сдвига (ПНС) рассчитывали по среднеарифметическому значению глубины пенетрации, выраженному в метрах, по формуле Ребиндера. Предельное напряжения среза определяли на универсальной испытательной машине «Инстрон-3342». Напряжение прокола определяли с помощью универсальной испытательной машины «Инстрон-3342». Напряжение прокола (сдвига) продукта определяли прокалыванием образцов тупой иглой с диаметром 7 мм с постоянной регистрацией возникающих сопротивлений. Динамическую вязкость коллоидных и фаршевых систем определяли с помощью ротационного вискозиметра Rheotest 2.1. Гистологические исследования оболочки люпина, порошкообразной белокочанной капусты проводили с использованием метода «раздавленной капли». Структурно-морфометрические характеристики люпиновой пасты определяли исследованием метрических характеристик частиц при различных параметрах измельчения. Измерения проводились с помощью программы MetaVision со стандартом измерений, полученные данные обобщались и группировались по принципу планиметрии. Энергетическую ценность продукта рассчитывали по фактическому содержанию в образцах белка, жира и углеводов. Содержание сбалансированного белка – расчетным способом; избыточность содержания незаменимых аминокислот; коэффициент «сопоставимой избыточности», коэффициент утилитарности аминокислотного состава белка – по формулам Н.Н. Липатова. Сравнительную товароведную комплексную оценку качества и сохранности образцов проводили с помощью усовершенствованного метода квалиметрии применительно к мясным продуктам, используя рекомендации А.М. Бражникова и В.И. Хлебникова. Экспериментальные данные обрабатывали с использованием методов математической статистики с применением компьютера. Повторность опытов не менее 3-х раз при 5-ти кратной повторности анализов. Уровень доверительной вероятности равен 0,95.

В третьей главе «Потребительские свойства люпина и обоснование получения функциональных пищевых ингредиентов» исследовали содержание антиалиментарных веществ - алкалоидов в зерне люпина различных сортов по годам 2006-2012 (рисунок 2, Кристалл - синий, Снежеть - красный) и в различных частях зерна таблица 1.

Фактическое содержание алкалоидов в зерне люпина различных сортов превысило значение 0,02%, что не соответствует нормам, установленным на продовольственный люпин (ТУ 9716-001- 11951678-2003, гигиеническое заключение

57.01.01.000.Т.000094.09.03 от 16.09.2003). При этом максимальное количество алкалоидов содержится в ядре зерна (семядолях), а в оболочке алкалоиды практически отсутствуют.

Сорт семян	Зерно	Ядро	Оболочка
Снежеть	0,041±0,005	0,055±0,005	0,014±0,005
Козелецкий	0,047±0,01	0,058±0,01	Следы
Брянский-6	0,12±0,01	0,14±0,01	Следы
Надежда	0,032±0,015	0,053±0,001	0,009±0,005
Смесь сортов	0,1±0,01	0,1±0,01	-

Невозможность использования зерна люпина, содержащего более 0,02 % алкалоидов, привела к необходимости разработки гипотезы и технологии удаления алкалоидов или обезгорчивания люпина.

Из гипотезы биотехнологического удаления алкалоидов следует, что естественным способом снижения содержания алкалоидов является проращивание зерна люпина, когда содержание алкалоидов снижается до 30% за счет биологических процессов. Установлено, что для наиболее полного извлечения алкалоидов необходимо создание среды с определенными параметрами, в том числе использование ультразвуковых колебаний, усиливающих воздействие ферментов мультиэнзимной композиции за счет более глубокого проникновения в зерно.

Ранее биотехнологический процесс удаления алкалоидов из люпина осуществлялся с использованием питьевой воды, подкисленной пищевыми кислотами. В настоящей работе поставлена задача исследования использования молочной сыворотки, содержащей молочную кислоту и функциональные ингредиенты в качестве среды для обезгорчивания люпина.

В целях определения оптимальной среды для обезгорчивания люпина проведен сравнительный анализ биохимических и физико-химических показателей различных видов молочной сыворотки. В результате проведенных исследований установлено, что при биохимическом процессе обезгорчивания оптимальной средой для замачивания зерна люпина является творожная сыворотка. Это позволяет улучшить биологическую ценность обезгорченного люпина и обогатить его необходимыми для человека минеральными веществами и витаминами.

Проведенные исследования показывают, что после удаления алкалоидов массовая доля общего белка увеличилась на 19%, жира на 26%, а аминокислотный состав обезгорченного люпина улучшился (таблицы 2), содержание метионина увеличилось на 34,5%, цистина на 19,4%. Использование обезгорченного люпина при производстве пищевых продуктов будет способствовать улучшению потребительских свойств и повышению пищевой ценности функциональных продуктов.

Наименование аминокислот	Люпин обыкновенный, %	Люпин обезгорченный, %
Незаменимые аминокислоты
Лизин	1,43±0,02	1,43±0,02
Метионин	0,29±0,001	0,39±0,01
Цистин	0,36±0,01	0,43±0,01
Валин	0,94±0,01	1,14±0,01
Изолейцин	0,90±0,01	1,10±0,01
Лейцин	1,84±0,015	2,18±0,015
Фенилаланин	0,96±0,01	1,2±0,015
Заменимые аминокислоты
Гистидин	0,83±0,02	0,97±0,02
Аргинин	2,78±0,025	2,98±0,025
Треонин	0,93±0,012	1,11±0,012
Серин	1,33±0,015	1,58±0,015
Пролин	1,31±0,012	1,38±0,012
Глицин	1,1±0,01	1,25±0,01
Аланин	0,89±0,01	1,06±0,01
Тирозин	0,95±0,01	1,13±0,015
Глутаминовая кислота	5,78±0,03	6,57±0,03
Аспаргиновая кислота	2,70±0,03	3,12±0,03

В целях определения пищевой безопасности проводили исследования токсического действия обезгорченной люпиновой муки на экспериментальной базе ФГУ ВГНКИ (Всероссийский государственный центр качества и стандартизации лекарственных средств животных и кормов). Основные параметры острой токсичности обезгорченного люпина определяли методом Кербера на подопытных животных. Под острой токсичностью понималось вредное действие обезгорченной люпиновой муки при ее однократном или повторном, но не более чем через 6 часов, кормлении в течение суток. Количество люпиновой муки, вводимой белым мышам, варьировалась от 5,0 г/кг до максимально возможного количества 10,0 г/кг. Изучение острой и субхронической токсичности обезгорченной люпиновой муки проводили на трех видах лабораторных животных:150 белых мышах живой массой 18-22 г., 20 белых крысах живой массой 90-100г. и 30 цыплят двухмесячного возраста. Осуществлялся физиологический контроль животных в острых и субхронических опытах. Определяли лейкоциты, гемоглобин, общий белок. В конце опыта была выведена лейкоцитарная формула для опытных и контрольных животных, которая мало отличалась по группам и не указывала на какие-либо патологические изменения. Все животные в течение опыта были клинически здоровы.

Для определения возможности использования продовольственного люпина в качестве сырья для производства функциональных пищевых ингредиентов изучен химический состав зерна (таблица 3).

Таблица 3 – Химический состав зерна различных сортов люпина

Сорт люпина	Белки, %	Жир, %	Клетчатка, %	Сахар, %	Крахмал %	Каротиноиды мг/1 кг
Кристалл	31,5±2,5	4,74±0,04	12,88±1,9	4,5±0,1	2,15±0,7	3,7±0,1
Снежеть	31,5±2,1	5,2±0,04	12,74±2,7	3,3±0,2	2,1±0,8	4,1±0,1
Белоозерный	32,68±2,4	5,44±0,04	13,54±3,1	4,1±0,5	2,5±0,5	3,8±0,1

Из таблицы 3 видно, что в продовольственном люпине содержится в среднем до 32% белка, 13% клетчатки и незначительное количество сахара и крахмала. Исследования по определению массовой доли семядолей и оболочки в различных сортах узколистного люпина показывают, что среднее значение массовой доли оболочки составляет 21,0%, т.е. пятая часть от массы зерна.

Проведены сравнительные исследования по определению содержания лигнина в различных частях люпина и сои, являющегося веществом, скрепляющим волокна целлюлозы и гемицеллюлозы (рисунок 3).

Рисунок 3 - Содержание лигнина в целом зерне, оболочке люпина и сои

Установлено, что содержание лигнина в различных частях зерна узколистного люпина и сои неодинаково, наибольшее количество лигнина содержится в их оболочках. Химический состав оболочек бобовых продуктов представлен в таблице 4.

Таблица 4 - Химический состав оболочек зернобобовых продуктов

Пищевые вещества растительных оболочек	Люпин	Соя	Пшеничные отруби	Гречиха
Белки, %	2,06±0,2	12,35±0,05	15,5±0,06	4,09±0,01
Жиры, %	0,9±0,05	1,8±0,01	3,2±0,05	1,6±,0,1
Углеводы, % в том числе:	8,6±0,1	11,6*	20,7*	13,44*
Крахмал	3,50±0,01	5,5*	16,6*	8,6
Сахароза	2,4±0,02	3,5*	0,41*	4,84
Глюкоза	2,7±0,01	2,6*	-	-
Пищевые волокна	74,54±0,08	57,45±0,08	46,0*	61,77±0,5
Целлюлоза	48,78±0,08	36,0±0,08	10,0*	25,42±0,1
Гемицеллюлоза	6,03 ±0,05	14,6±0,1	30,0*	12,85±0,05
Лигнин	1,07±0,05	1,05±0,1	1,52±0,5	16,1±0,1
Растворимые пищевые волокна	19,46	5,8	2,415±0,1	7,4*
Зола, %	3,9±0,05	4,3*	5,0±0,05	6,1±0,02
Алкалоиды, %	0,005	-	-	-
Сухие вещества, %	90±0,1	87,5±0,1	90,4±0,02	87,0±0,02

*из литературных источников

Анализ данных показывает, что оболочки люпина и сои являются хорошими источниками пищевых волокон. При этом оболочка люпина содержит пищевых волокон (клетчатки, лигнина) на 30% больше, чем оболочка сои и в 1,6 раза больше, чем пшеничные отруби. Установлено, что оболочка продовольственного люпина содержит клетчатки в 5 раз больше чем семядоли, а алкалоидов в 10 раз меньше, что подтверждает необходимость отделения оболочки для получения пищевых волокон из люпина.

Кроме зернобобовых, крупяных культур хорошим источником пищевых волокон служат овощи, фрукты, ягоды и другие растения. С целью выбора оптимальных пищевых волокон для производства специальных рубленых изделий из мяса птицы провели сравнительный анализ химического состава пищевых волокон (без пектина) отдельных порошков овощей, полученных из выжимок на установке активационной сушильно-дробильной «ЮВЭТ» (таблица 5).

Таблица 5 - Химический состав порошкообразных овощей

Наименование пищевых веществ	Капуста	Морковь	Свекла	Яблоко
Белки, %	13,37±0,02	8,37±0,05	11,3±0,05	3,13±0,2
Жиры, %	0,7±0,05	0,94±0,04	1,0±0,07	2,6±0,1
Углеводы, % в том числе:	45,6	47,2	56,6	48,0
Крахмал	1,0*	0,8*	0,6*	3,4*
Моно и дисахариды	44,6*	46,4*	56,0*	44,6*
Пищевые волокна, в том числе:	28,53	32,29	19,8	34,97
Целлюлоза	7, 14±0,02	21,0±0,05	10,35±0,5	10,27±0,5
Гемицеллюлоза	14,6±0,05	4,27±0,05	5,15±0,4	3,27±0,3
Лигнин	1,71±0,01	2,21±0,02	0,7±0,1	10,34±0,5
Растворимые пищевые волокна	5,08	4,81	3,7	11,09
Зола, %	3,8±0,015	3,2±0,015	3,4±0,016	3,3±0,016
Сухие вещества, %	92,0	92,0	92,4	92,0

*- из литературных источников

Данные таблицы показывают, что большее количество белка (13,37%) содержится в ПВ из белокочанной капусты, углеводов (56,6%) в порошкообразной свекле. При определении возможности использования различных видов пищевых волокон для производства рубленых мясных полуфабрикатов кроме физико-химических и технологических показателей учитывались органолептические показатели и вкусовая совместимость компонентов.

Экспериментально установлено, что оптимальным вариантом для специальных рубленых изделий из мяса птицы являются оболочка продовольственного люпина и порошок из белокочанной капусты. Полученные результаты подтверждены ГНУ ВНИИПП, где так же были изготовлены аналогичные полуфабрикаты из мяса птицы с различными видами ПВ, дана органолептическая оценка потребительских свойств и рекомендации по их практическому применению (протокол №1 от 18.01.2013г).

На следующем этапе были проведены исследования по определению минерального состава (таблица 6), физико-химических показателей пищевых волокон из оболочки люпина и порошкообразной капусты и дан сравнительный анализ с мясом птицы механической обвалки (МПМО).

Таблица 6 - Минеральный состав пищевых волокон и мяса птицы

Наименование продукта	Фосфор, %	Кальций, %	Железо, мг/кг
ПВ из белокочанной капусты	0,3+0,1	0,42+0,1	40,1+0,1
ПВ из оболочки люпина	0,05+0,1	0,79+0,1	56,4+0,1
Мясо птицы МПМО	1,65*	0,92*	31,0*

*из литературных источников

Анализ минерального состава показывает, что пищевые волокна из оболочки люпина и белокочанной капусты богаты железом их содержание в ПВ люпина в 1,5 выше, чем в МПМО. Однако по содержанию кальция и фосфора ПВ уступают МПМО.

В целях более глубокого анализа свойств ингредиентов, выбранных для изготовления рубленых мясных изделий, разработке методологических основ обнаружения фальсификации данных продуктов, проводились гистологические исследования образцов пищевых волокон. Данные количественных исследований по определению размеров частиц исследуемых образцов пищевых волокон приведены в таблице 7.

Таблица 7 - Размеры частиц пищевых волокон из оболочки люпина и порошкообразной белокочанной капусты

Показатель	Капуста	Люпин (450)	Люпин (200)
Min, мкм	15,98	157,67	14,72
Max, мкм	799,22	627,19	378,46
Среднее значение, мкм, M±m	407,60±10,04	399,94±16,94	196,18±9,95

m - стандартная

Установлено, что размеры частиц во всех образцах варьируют в широком диапазоне значений у пищевых волокон из капусты белокочанной от 15,98 до 799,22 мкм, при среднем значении 407,6±10,04 мкм. Микроструктура частиц в образцах также различна. Форма частиц неправильная, у крупных частиц внутри различима более сложная структурная организация (напоминающая «соты», «стопки монет» - фрагменты растительных тканей), мелкие частицы разнообразной неправильной формы фрагменты разрушенных растительных клеток. Границы отдельных частиц устанавливаются без затруднений.

На основании проведенных исследований сформулированы требования и впервые разработаны технические условия на пищевые волокна из оболочки люпина и белокочанной капусты (ТУ 9164-001 – 10435012 – 2012).

Разработана технология получения люпиновой пасты и продуктов в виде гранул для пищевых и кормовых целей с учетом научных рекомендаций акад. А.Г. Храмцова, И.А. Евдокимова по практическому использованию молочной сыворотки (получено решение от 13.01.2013 г. о выдаче патента по заявке № 2011132716).

Технологический процесс производства люпиновой пасты осуществляли с использованием зерна люпина разных кондиций: с нормальной всхожестью и некондиционным, так как для удаления алкалоидов необходимы разные условия. Стабилизация консистенции люпиновой пасты производится её диспергацией и гомогенизацией. Установлена прямая зависимость технологических показателей (влаго – и жироудерживающей способности) люпиновой пасты от размеров частиц. Чем тоньше измельчение, однороднее и эластичнее паста, тем выше водо - и- жиросвязывающая способности (максимальные показатели ВУС и ЖУС составляли 120 % и 145% соответственно).

Таким образом, комплексное исследование качества люпиновой пасты при различной степени измельчения показало, что по общему химическому составу образцы не имели существенных различий, однако отличались по функционально-технологическим и органолептическим показателям.

Глава 4. «Разработка рецептур и оценка потребительских свойств специальных мясопродуктов с функциональными пищевыми ингредиентами». В задачу работы входило исследование возможности использования ингредиентов, полученных из продовольственного люпина и белокочанной капусты, при производстве мясопродуктов.

Исследована возможность использования сухой обезгорченной люпиновой пасты в качестве ингредиента при производстве вареной колбасы. При проведении расчетов в качестве базовой рецептуры (контроль) выбрана рецептура вареной колбасы «Столовой».

В начале, провели компьютерное моделирование и расчет рецептуры вареной колбасы. Считались известными: состав и количество ингредиентов в рецептурах, химический состав ингредиентов, потери при термообработке, выход продукта, соотношение массовых долей химического состава, амино - и жирно-кислотный состав колбасного фарша и готового продукта.

Модельными рецептурами являлись рецептуры с использованием сухой обезгорченной люпиновой пасты с содержанием белка 34,2±0,2 % и повышенным содержанием клетчатки 18,23±1,0 в количествах 5, 10, 15 и 20 кг, которые сравнивались с показателями рецептуры с включением 20кг соевой муки (содержание белка 46,0 %) гидратированной в соотношении 1: 3.

Уровень гидратации 1:3 выбран исходя из того, что исследования функционально-технологических свойств (ВСС, ЖСС и т.д.) показали: 1 г сухой обезгорченной люпиновой пасты связывает 3,0-3,5 мл (г) воды, а соевая мука 2,7-3,0 мл. воды.

Потери массы вареной колбасы при термообработке для всех рецептур: контрольной, с сухой обезгорченной люпиновой пастой и соевой мукой оценивали по нормативному выходу колбасы «Столовой» и принимали равным 118%.

Для решения сформулированной задачи с помощью математической модели применялся метод, основанный на материальном балансе. Для расчета состава смеси использовали уравнение элементного химического состава смеси, которое имеет вид:

Z i = b(j,i) * xj j = 1, 2,…J (1)

где: Z i - содержание i-го элемента в рецептуре, единицы массы (г., кг. и т.д.); b(j,i) - содержание i-го элемента в j-м ингредиенте, доли единицы или %; xj - содержание j-го ингредиента в рецептуре, единицы массы J - число ингредиентов в рецептуре. По уравнению (1) проводили расчеты для определения массы ингредиентов в рецептурной смеси (фарше) и определяли содержание всех ингредиентов химического состава в рецептурной смеси (фарше). При выработке выбранного мясного продукта при термообработке может теряться только влага, то расчеты содержания элементов химического состава в продукте проводили с применением формул:

Вп = k *[Мп – Мф (1 - Вф)] / Мп (2)

zп(i)= k * z(i) * Мф / Мп (3)

где: Вп, Вф - содержание влаги в продукте и фарше соответственно, доли; Мп, Мф – массы фарша (рецептурной смеси) и продукта, единицы массы; zп(i), z(i) - содержание i-го элемента (кроме влаги) в продукте и фарше, доли или %.

Содержание незаменимых аминокислот НАК определяли в 100 г белка с использованием следующего выражения:

Аб(к)=100*Ап(к) / Бп (4)

где: Ап(к), Аб(к) - содержание незаменимой аминокислоты в продукте и в 100 г его белка; Бп - содержание белка в продукте, г. 100 г продукта.

Проводили расчет коэффициента сбалансированности белка (КСБ) и величину условной избыточности незаменимых аминокислот (УИ (нак)) с применением формул:

КСБ = СКmin * Аб(к) / Фб(к); 0 КСБ (5)

УИ(нак) = (1- СКmin)* Ап(к) (6)

Оценивали содержание сбалансированного белка по формуле:

Бсб = Бп – УИ (нак) (7)

Результаты расчетов приведены в таблице 8,9, 10 и на рисунке 4.

Таблица 8 - Химический состав ингредиентов, используемых в модельных рецептурах

вареной колбасы «Столовой»

Наименование ингредиента	Влага	Жиры	Белки	Углеводы	в т.ч пищевые волокна	Зола
Говядина 1 сорта	73,2	7,40	18,20	0	-	1,20
Свинина полужирная	54,0	33,00	11,4	0	-	1,60
Паста люпиновая сухая обезгорченная	9,76	5,03	34,2	48,9	15,6	2,11
Соевая мука	8,0	1,9	46,0	38,1	6,2	6,0
Молоко сухое цельное	4,0	26,0	25,0	39,0	-	6,0

Для оценки уровня введения гидратированной сухой люпиновой пасты были разработаны рецептуры (таблица 9) и выработаны опытные образцы вареных колбас.

Таблица 9 - Рецептура опытных образцов вареной колбасы с добавлением

сухой обезгорченной люпиновой пасты

Наименование показателей	Контрольный образец	Образцы с добавлением гидратированной (1:3) пасты люпиновой обезгорченной сухой, %				Образцы с добавлением 20% гидратированной (1:3) муки из сои
		5	10	15	20
Говядина жилованная первого сорта	40.0	37.5	35.0	32.5	30.0	30.0
Свинина жилованная полужирная	59.0	56.5	54.0	51.5	49.0	49.0
Паста люпиновая обезгорченная сухая гидратированная (1:3)	0	5.0	10.0	15.0	20.0	-
Мука сои гидратированная (1:3)	0	0	0	0	0	20.0
Молоко сухое цельное	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0
Соль поваренная	2.3	2.3	2.3	2.3	2.3	2.3
Вода	30.0	30.0	30.0	30.0	30.0	30.0
Масса фарша	132.51	132.51	132.51	132.51	132.51	132.51

Таблица 10 - Аминокислотный состав фарша и готового продукта вареной колбасы с сухой обезгорченной люпиновой пастой

Наименование аминокислот	Контрольный образец	Образцы с добавлением гидратированной (1:3) муки из люпина или люпиновой пасты, %				Образцы с добавлением 20% гидратированной (1:3) муки из сои
		5	10	15	20
1	2	3	4	5	6	7
Содержание незаменимых аминокислот (НАК) в сыром фарше, %
Валин	0.575	0.559	0.535	0.515	0.495	0.539
Изолейцин	0.491	0.483	0.466	0.453	0.440	0.471
Лейцин	0.898	0.890	0.862	0.843	0.825	0.839
Лизин	0.990	0.959	0.916	0.879	0.842	0.886
Метионин + цистин	0.491	0.478	0.458	0.442	0.426	0.437
Треонин	0.482	0.460	0.436	0.412	0.389	0.448
Фенилаланин + тирозин	0.594	0.603	0.590	0.588	0.586	0.616
1	2	3	4	5	6	7
Триптофан	0.157	0.153	0.146	0.141	0.135	0.146
Содержание незаменимых аминокислот в готовом продукте, %
Валин	0.645	0.629	0.601	0.578	0.556	0.605
Изолейцин	0.551	0.542	0.523	0.508	0.494	0.589
Лейцин	1.008	1.000	0.968	0.946	0.926	0.942
Лизин	1.112	1.077	1.028	0.987	0.945	0.995
Метионин + цистин	0.551	0.537	0.514	0.496	0.478	0.491
Треонин	0.541	0.517	0.489	0.462	0.437	0.503
Триптофан	0.176	0.172	0.164	0.158	0.151	0.164
Фенилаланин + тирозин	0.667	0.677	0.662	0.660	0.658	0.696
Содержание в 100 г белка, г
Валин	5.339	5.321	5.281	5.236	5.201	5.252
Изолейцин	4.561	4.585	4.596	4.601	4.621	5.113
Лейцин	8.344	8.460	8.506	8.569	8.662	8.177
Лизин	9.205	9.112	9.033	8.940	8.840	8.637
Метионин + цистин	4.561	4.543	4.517	4.493	4.471	4.262
Треонина	4.478	4.374	4.297	4.185	4.088	4.366
Триптофан	1.457	1.455	1.441	1.431	1.413	1.424
Фенилаланин + тирозин	5.522	5.728	5.817	5.978	6.155	6.042
Сумма НАК*	43.47	43.58	43.49	43.43	43.45	43.27

*НАК - незаменимые аминокислоты

Одним из условий технологических рисков при модификации рецептурного состава пищевых продуктов, который необходимо учитывать при проектировании функциональных продуктов питания, является ухудшение органолептических свойств. Поэтому нами уделено особое внимание сохранению органолептических показателей качества образцов колбасных изделий при замене мясного сырья на обезгорченную люпиновую пасту.

Разработана также рецептура, исследованы органолептические, физико-химические, технологические, структурно-механические показатели специальных рубленых полуфабрикатов из мяса птицы с ПВ из оболочки люпина и порошкообразной капустой (Таблицы 11,12). Оптимальное содержание пищевых волокон из оболочки люпина и порошкообразной белокочанной капусты принято 4% на 100 г готовых котлет.

Таблица 11 - Рецептуры рубленых полуфабрикатов из мяса птицы с пищевыми

волокнами

Наименование сырья	Массовая доля, %
	Контрольный образец	Опытные образцы
		Образец 1	Образец 2	Образец 3	Образец 4
Мясо птицы (МПМО)	74,0	74,0	74,0	70,0	70,0
Хлеб пшеничный	18,0	10,0	9,0	9,0	9,0
Вода	26,0	16,0	14	14	15
Внутренний жир куриный	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0
ПВ люпина 450	-	3
ПВ люпина 800	-		3	4
ПВ капусты					4
Вода для гидратации		9	12,0	16,0	12,0
Перец черный молотый	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03
Соль	1	1	1	1	1
Сухари панировочные	10,0	10,0	10,0	10,0	10,0
Масса полуфабриката	125,0	125,0	125,0	125,0	125,0
Жир кулинарный	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Выход готовых котлет	100	100	100	100	100

Результаты органолептической оценки котлет изображены в виде профилограммы (рисунок 5) на осях «Внешний вид», «Цвет», «Вкус», «Запах»,

«Консистенция».

Опытные образцы котлет с пищевыми волокнами характеризовались хорошими органолептическими свойствами, более высокими потребительскими характеристиками и не уступали полуфабрикатам, приготовленным по традиционной рецептуре. Однако, котлеты «Студенческие» имели легкий запах капусты.

Исследования готового продукта были дополнены показателями химического состава таблицы 12.

Таблица 12 - Физико-химические показатели и энергетическая ценность образцов

котлет с пищевыми волокнами

Наименование показателей	Контрольный образец	Образец 1	Образец 2	Образец 3	Образец 4
Массовая доля белка, %	13,6+0,1	12,93+0,1	12,91+0,1	12,34+0,1	12,64+0,1
Массовая доля жира, %	10,82+0,1	10,77+0,1	10,78+0,1	10,48+0,1	10,56+0,1
Массовая доля углеводов, %	10,0+0,1	8,07+0,1	8,10+0,1	8,15+0,1	8,25+0,1
Массовая доля влаги %	66,35+0,18	68,23+0,19	69,0+0,18	70,00+0,17	71,20+0,18
Зола	0,9	0,95	0,98	0,96	0,92
Выход готовых изделий, г.	100,00	106,00	107,00	105,60	106,0
Энергетическая ценность, ккал	193,0	179,0	181,0	175,0	185,0

В опытных образцах в результате замены части мясного сырья пищевыми волокнами наблюдается незначительное уменьшение массовой доли белка на 0,09 %, и уменьшение доли жира на 0,26 %. По содержанию массовой доли золы и углеводов образцы практически не отличались. Введение пищевых волокон снижает энергетическую ценность образцов котлет на 5-7%.

При этом, по содержанию белка в 100 г. котлет с ПВ из оболочки люпина в среднем на 25,0% удовлетворяет суточную физиологическую норму потребления белка животного происхождения для мужчин и на 30% для женщин, т.е. котлеты из мяса птицы имеют хорошие показатели по пищевой ценности.

Введение в качестве структурообразующего компонента пищевых волокон, (по сравнению с контрольным образцом) приводило к улучшению технологических характеристик за счет повышения ВУС (водоудерживающей способности).

Таблица 13 - Технологические свойства рубленых полуфабрикатов

Наименование показателя	Значение показателя
	контроль		№1		№2	№3	№4
рН	6,31±0,02		6,30±0,02		6,30±0,04	6,39±0,02	6,26±0,03
Активность воды	0,9778		0,9807		0,9782	0,9840	0,9816
ВУС, %	88,8±0,7		88,2±0,9		90,6±0,6	87,0±1,1	83,9±0,9
Наименование образца		Напряжение среза, (Н/м2)
Контроль		34,47
МПМО + Люпин 450 3%		26,93
МПМО + Люпин 800 3%		30,09
МПМО + Люпин 800 4%		30,13
МПМО + Капуста 4%		18,09

Согласно данным, представленным в таблице 13 введение оболочки люпина со степенью измельчения 800 мкм с уровнем гидратации 1:3 не оказало влияние на значение рН и активности воды по сравнению с контролем.

Оценка цветовых характеристик жареных полуфабрикатов показала, что существенных различий значения светлоты контрольный образец и опытные не имели. Наиболее близкими цветовыми характеристиками к контролю обладал образец, изготовленный с оболочкой люпина (800 мкм) с уровнем гидратации 1:4. Наилучшими цветовыми характеристиками (максимальный показатель красноты, минимальный показатель желтизны) обладал образец, изготовленный с порошком капусты, что вероятно обусловлено наличием нитрата натрия в порошке капусты, последующим его распадом до нитрита натрия.

Из представленных в таблице 14 данных наибольшее значение напряжения среза показал контрольный образец, опытные образцы с добавлением оболочки люпина со степенью измельчения 800 мкм практически не уступали контрольному образцу.

Опытный образец с добавлением оболочки люпина со степенью измельчения 450 мкм характеризовался величиной напряжения среза уступавшей контрольному образцу на 21%. Напряжение среза опытного образца с добавлением порошка капусты равнялось 18,09 Н/м2, что на 47 % ниже контрольного образца.

Результаты исследований максимального напряжения сдвига показывают, что структурно-механические свойства рубленых изделий зависят от состава и степени измельчения пищевых волокон (рисунок 6).

Рисунок 6 – Результаты исследований максимального напряжения сдвига

Введение гидратированных ПВ повышает вязкость мясного фарша, что обусловлено высоким содержанием в них целлюлозы. При этом вязкость зависит также от температуры и не служит для структурированных систем исчерпывающей характеристикой. Эти системы характеризуются комплексом структурно-механических свойств, в частности наиболее значимым для фарша рубленых полуфабрикатов свойством является пластичность.

Анализ показывает, что структурно - механические свойства полуфабрикатов из мяса птицы зависят не только от вида ПВ, степени измельчения, но и от и их концентрации. Наилучший структурообразующий эффект наблюдается в образцах, содержащих ПВ из оболочки люпина 800 в количестве 4%.

Сдвиговые свойства в отличие от поверхностных характеризуют консистенцию по всему объему продукта и в большей степени характеризуют качество пластично-вязких фаршевых систем. Пищевые волокна позволяют направленно регулировать вязкость, пластичность, предельное напряжение сдвига и другие реологические свойства мясного фарша, влияют на качество готовых мясных изделий и улучшают органолептические показатели.

Результаты определения динамической вязкости представлены на рисунке 7.

Рисунок 7 - Изменение показателя динамической вязкости массы полуфабриката

Наибольшее значение динамической вязкости показал контрольный образец и образец с внесением ПВ из оболочки люпина 800 в количестве 4%. Образцы с добавлением оболочки люпина 450 в количестве 3% и 4% обладали наименьшим значением динамической вязкости (снижение на 22%).

При гистологическом анализе этих образцов установлено, что образец представляет собой фаршевую массу, состоящую преимущественно из фрагментов мышечной ткани, также присутствуют соединительная и жировая ткани, сохранившие свою структурную организацию. В фарше выявлены части мышечных пучков, отдельные мышечные волокна и их короткие фрагменты (рисунок 8).

1 2

Рисунок 8 - Микроструктура образца, содержащего пищевые волокна из порошкообразной капусты- 1, из оболочки люпина – 2 (об.10х)

Клеточные ядра в мышечных волокнах и клетках соединительной ткани достаточно четко дифференцированы и имеют типичную структуру. В мышечных волокнах ядра располагаются по всему объему волокна, что характерно для мышечной ткани птицы. В составе фарша выявляются частицы пищевых волокон порошкообразной капусты, которые имеют неправильную форму, сложную внутреннюю структуру и не окрашены гистологическими красителями (рисунок 8).

Данные частицы располагаются по всему объему образца и в большей степени ассоциированы с сильно измельченными фрагментами мясной системы (с мелкозернистой белковой массой). Гистологическими исследованиями образцов полуфабрикатов установлено, что вводимые растительные компоненты существенно не нарушали компактность фарша и взаимосвязанность его элементов.

Во всех опытных образцах структура фарша соответствовала контролю, а частицы добавок ассоциировались с мелкозернистой белковой массой.

Результаты микробиологических исследований показали, что качество и потребительские характеристики контрольного, и опытных образцов котлет по микробиологическим показателям соответствуют СанПиН и не содержат возбудителей острых кишечных инфекций, токсикоинфекций и пищевых токсинов.

Проведенные исследования позволяют заключить, что использование ПВ в качестве частичной замены хлеба пшеничного и мясного сырья при приготовлении рубленых изделий из мяса птицы МПМО уменьшает потери при жарке, способствует более полному связыванию влаги и жира, что повышает сочность продукта и способствует улучшению качества выпускаемой продукции. Включение в котлеты растительных пищевых волокон, в том числе клетчатки, придает функциональную направленность, способствующую улучшению функции пищеварения. В 100 г. продукта содержится до 3,0 г. клетчатки, что составляет 15% от суточной потребности в пищевых волокнах для взрослого населения и до 30% для детей. За счет ПВ люпина котлеты обогащаются биодоступным фосфором, кальцием, железом.

На основании результатов проведенных исследований разработан проект комплекта нормативно-технической и технологической документации рубленых кулинарных изделий из мяса птицы функционального назначения для производства на предприятиях общественного питания и пищевой промышленности (проекты ТУ 9214-10435012 – 2013 и ТИ) «Полуфабрикаты специальные рубленые из мяса птицы с пищевыми волокнами, панированные».

Проведена опытнo- пpoмышлeннaя aпpoбaция и oцeнкa экoнoмичecкoй эффeктивнocти paзpaбoтaннoй тeхнoлoгии в КСП «Брянский студент».

На предприятиях общественного питания и мясоперерабатывающих предприятиях, выпускающих рубленые полуфабрикаты, где проводились испытания технологии, неоднократно осуществлялась органолептическая оценка изготовленных полуфабрикатов и готовых мясопродуктов (Акт отработки от 2.08.2012г.).

ВЫВОДЫ

1. Проведено комплексное исследование морфологии зерна высокобелковой бобовой культуры – люпина и научно обоснована возможность получения комплекса пищевых функциональ­ных ингредиентов на основе продуктов его переработки. Установлено, что до 25 % массы зерна, приходится на оболочку, которую можно использовать в качестве сырья для получения пищевых волокон. Семядоли зерна люпина являются сырьем для получения люпиновой пасты.

2. Разработана адаптированная методика определения состава нерастворимых пищевых волокон в оболочках люпина, гречихи, порошкообразных овощах и яблоках. Проведен сравнительный анализ физико-химических показателей, функционально-технологических свойств различных видов пищевых волокон. Проведены гистологические исследования образцов пищевых волокон.

3. Разработана методика определения содержания антиалиментарных веществ - алкалоидов люпина, основанная на их извлечении комплексом пикриновой кислоты с хлороформом и имеющая приоритет (патентная заявка № 2012102430 «Способ определения алкалоидов в люпине»).

4. Разработаны гипотеза, способ и технология удаления алкалоидов люпина биотехнологическим методом с использованием молочной сыворотки, оптимальный поли компонентный состав ферментов. Данная технология защищена решением от 11.01.2013 о выдаче патента по заявке № 2011132716 (Способ получения гранулированных продуктов из зернобобовых культур для пищевых и кормовых целей). Проведенные исследования острой и субхронической токсичности при скармливании белым мышам муки из обезгорченного люпина доказали его пищевую безопасность.

5. Научно обоснована комплексная оценка и выбор вида пищевых волокон для производства специальных рубленых полуфабрикатов из мяса птицы, в том числе МПМО. Изучены свойства и влияние ПВ из оболочки люпина с разной степенью измельчения (450, 800мкм) и порошка белокочанной капусты на физико-химические и структурно-механические показатели рубленых полуфабрикатов из мяса птицы механической обвалки. Установлена оптимальная (4%) концентрация пищевых волокон, обеспечивающая структурообразующий эффект фаршевой системы. Установлены математические зависимости изменения динамической вязкости, сдвиговых напряжений фаршевых систем от вида и количества вводимых пищевых волокон.

6. Разработана рецептура котлет рубленых из мяса птицы МПМО с пищевыми волокнами из оболочки люпина и белокочанной капусты с учетом сбалансированности пищевой ценности и оптимизации структурно-механических и потребительских свойств продукта.

7. Проведена опытно-производственная выработка кулинарных изделий. Произведена сравнительная комплексная оценка потребительских качеств котлет, выработанных по традиционной рецептуре и опытных образцов котлет «Люпинка» и «Студенческие». Установлено, что содержание пищевых волокон в жареных котлетах «Люпинка» составило 3,0 г. на порцию, что обеспечивает удовлетворение суточной потребности на 15% для взрослого населения и до 30% для детей.

8. На основании компьютерного моделирования проведена оптимизация рецептуры вареной колбасы при замене соевого белка пастой люпиновой сухой обезгорченой, исследованы изменения показателей пищевой ценности. С увеличением дозы внесения гидратированной люпиновой пасты обезгорченной сухой на 1% наблюдается увеличение содержания влаги (на 0,117 %), углеводов (0,120 %) и КСБ (на 0,004 ед.) при снижении содержания белка (на 0,07 %) и жира (на 0,162%). Это позволяет заключить, что сухая люпиновая паста по комплексу потребительских свойств является конкурентоспособным аналогом соевой муки.

9. Разработана и утверждена техническая документация на пищевые волокна из оболочки люпина и порошкообразной белокочанной капусты (Пищевые волокна из оболочек растительного сырья ТУ 9164-001 – 10435012 - 2012). Разработаны проекты технической документации на разработанную продукцию (проекты ТУ 9214-э10435012 – 2013 и ТИ) «Полуфабрикаты специальные рубленые из мяса птицы с пищевыми волокнами, панированные».

10. Экономический эффект использования пищевых волокон из оболочки люпина и порошкообразной белокочанной капусты при производстве рубленых полуфабрикатах из мяса птицы составил 1340 рублей на тонну продукции.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

Статьи в научных изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Король, В.Ф. Люпиновый сывороточный продукт [Текст] / В.Ф. Король, Г.Н. Лахмоткина // Молочная промышленность. – 2011.- №10. – с. 60-61

2. Лахмоткина, Г.Н. Пищевые волокна люпина как ингредиент продуктов функционального питания // Пищевая промышленность.- 2011.- №11. – с. 29-31

3. Лахмоткина, Г.Н. Использование пищевых волокон продовольственного люпина для обогащения продуктов из рубленого мяса / Г.Н. Лахмоткина, В.И. Криштафович // Товаровед продовольственных товаров. - 2012. - №12. – с.18-23

4. Криштафович, В.И. Использование муки продовольственного люпина при производстве мясных продуктов / В.И. Криштафович, Г.Н. Г.Н. Лахмоткина, С.А. Горбатов//Мясная индустрия. - 2012. - №12. - с. 24-28

Публикации в других изданиях и материалах конференций:

5. Король, В.Ф. Люпин - неисчерпаемый источник белка в питании человека / В.Ф. Король, Г.Н. Лахмоткина // Питание и общество. – 2011.-.№3. - с.14-15. №-4.- с. 12.

6. Король, В.Ф. Люпин - комплекс ингредиентов для продуктов функционального питания /В.Ф. Король, Г.Н. Лахмоткина// Питание и общество. - 2011. - №8.- с. 8-9.

7. Король, В.Ф. Обезгорченный люпин и пищевая безопасность мяса птицы /В.Ф. Король, Г.Н. Лахмоткина// Птицепром. - 2011.- спецвыпуск. -54-56.

8. Король, В.Ф. Оболочка люпина как источник пищевых волокон / В.Ф. Король, Г.Н. Лахмоткина // Мясная сфера. – 2011. - №11. с. 76-79.

9. Король, В.Ф. Молочная сыворотка как среда для обезгорчивания люпина / В.Ф. Король, Г.Н. Лахмоткина // Материалы Международной научно-технической конференции «Современные достижения биотехнологии». - Ставрополь. 2011. с. 57-60.

10. Король В.Ф. Перспективы использования продовольственного люпина для производства продуктов функционального питания / В.Ф. Король, Г.Н. Лахмоткина// Материалы IX Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты. - Москва. - 2011

11. Король В.Ф. Технико-экономическое обоснование производства обезгорченного люпина в условиях малого предприятия / В.Ф. Король, Г.Н. Лахмоткина // Материалы 4 Международной научно-практической конференции «Молодежь, патриотизм: актуальные аспекты просвещения и воспитания». - Брянск. - 2012. с. 95-98.

12. Лахмоткина, Г.Н., Использование пищевых волокон для обогащения функциональными ингредиентами рубленых кулинарных изделий из мяса птицы на предприятиях общественного питания» Г.Н. Лахмоткина, В.И. Криштафович. // Материалы X юбилейной Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты. - Москва. - 2012. с.

13. Криштафович, В.И. Пищевая безопасность люпина при производстве продуктов питания / В.И. Криштафович, В.Ф. Король, Г.Н. Лахмоткина.// Материалы Международной (заочной) научно-практической конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности и общественном питании – основа повышения качества, конкурентоспособности и безопасности товаров» АНО ВПО ЦС РФ «Российский университет кооперации. – Москва.- 2012. – С. 230-234